混合C4烯烃产量大且逐年递增,但化工利用率低,开发新的丁烯加工工艺,生产高附加值的精细化工产品,对开发利用石化生产中的烯烃资源具有重要的意义。本课题将催化精馏工艺应用于混合C4烯烃齐聚,通过实验考查了操作因素对该催化精馏过程的影响,同时在实验的基础上,选择数学模型对该催化精馏过程进行了模拟计算,将模拟结果与实验结果进行比较,验证了模拟程序的可行性。
　　 在特殊精馏热模实验装置上进行了混合C4齐聚催化精馏实验,考察了系统操作状态随时间的变化情况,结果表明180min左右系统进入稳态。在稳态过程中考察了塔釜温度、回流比、进料位置、进料速率等操作因素对反应物转化率和目的产物选择性的影响。结果表明:塔釜温度升高,反应的转化率增大,二聚物选择性呈抛物线变化,先升高后下降；回流比增大,总转化率增大,二聚物选择性降低；进料速率的增大将使反应的转化率降低,二聚物选择性提高；进料位置的改变对反应转化率的影响不大,但反应段底端进料会降低二聚物的选择性；回流温度过低对该催化精馏过程不利。综合考虑,认为较佳的工艺条件为:塔釜温度110℃,进料速率10ml/min,进料位置位于反应段中、上部,回流比和回流温度不能过低。
　　 在实验基础上,选用了非平衡级速率模型对该催化精馏过程进行了数学模拟,模拟了催化精馏塔内温度、浓度、流率等变量的分布情况。模拟发现,塔内变量的变化情况与实验操作情况一致。在给定条件下,将模拟结果与实验结果进行比较,结果吻合较好。同时改变进料流率、回流比、进料位置等因素对程序进行了考察,转化率与二聚物选择性的模拟结果平均误差在10％以内,且与实验规律一致,说明非平衡级速率模型能够适用于混合C4齐聚催化精馏过程的模拟计算。